الكواكب العملاقة وحلقاتها وكواكبها الفضائية. حلقات الكواكب أي الكواكب في النظام الشمسي لها حلقات

زحل هو جرم سماوي كبير يقع في المركز السادس من الشمس. هذا الكوكب ذو الحلقات معروف منذ العصور القديمة. زحل هو أحد الكواكب العملاقة التي تتكون منها المجموعة الشمسية.

معلومات عامة

يبعد الكوكب الحلقي عن الشمس 1.43 مليار كيلومتر. هذه المسافة أكبر بحوالي 9.5 مرة من كوكبنا لإحداث ثورة حول نجمنا في 29.4 سنة أرضية.

زحل كوكب فريد من نوعه. إنها أثقل 95 مرة من الأرض. في الوقت نفسه ، يبلغ قطرها 9 مرات. الكثافة 0.69 جم / مكعب. سم - هذا أقل من الماء. إذا افترضنا أن هناك محيطًا لا نهاية له في الفضاء ، فسيتمكن سيريوس من السباحة فيه! جميع الكواكب الأخرى في النظام أكثر كثافة من الماء - بعضها - قليلًا ، وبعضها - كثيرًا. هذه الكثافة المنخفضة وفي نفس الوقت الدوران السريع جدًا حول محورها يضغط على الكوكب أكثر من أي كوكب آخر. نصف قطرها عند خط الاستواء أكبر بحوالي 11٪ منه عند القطبين. لا يمكن تفويت مثل هذا الضغط القوي في التلسكوب - يُرى الكوكب مفلطحًا وليس دائريًا.

الكوكب ذي الحلقات ليس له سطح صلب. ما يبدو أنه سطح من الأرض هو في الواقع غيوم. الطبقة العليا عبارة عن أمونيا مجمدة ، أسفلها غيوم هيدرو كبريتيد الأمونيوم. كلما تعمقت في الغوص ، زادت سخونة ، وزادت الكثافة. في منتصف نصف القطر تقريبًا ، يتحول الهيدروجين إلى معدن.

خواتم

كان من المعتاد أن زحل كان الكوكب الوحيد في النظام الشمسي الذي كان به حلقات. ومع ذلك ، من المعروف اليوم أن هذا البيان ليس صحيحًا. جميع عمالقة الغاز الأربعة لديهم حلقات. ولكن ليس من أجل لا شيء أن نعرف كوكب زحل على أنه كوكب ذو حلقات. الحقيقة هي أنها هي التي تمتلك الحلقات الأكثر أهمية وفريدة من نوعها وملحوظة ، في الكواكب الأخرى لا تكون مرئية دائمًا ولا توجد في أي تلسكوب.

كما اقترح Huygens في عام 1659 ، هذه الحلقات ليست على الإطلاق جسمًا صلبًا واحدًا ، فهي بلايين على بلايين من الجسيمات الصغيرة جدًا تدور في دائرة.

في المجموع ، تدور أربع حلقات حول زحل - ثلاث حلقات رئيسية وواحدة بالكاد ملحوظة. تعكس كل الحلقات الضوء أكثر من الكوكب نفسه. الحلقة المركزية هي الألمع والأوسع نطاقاً ، وتفصلها فجوة كاسيني عن الحلقة الخارجية ، والتي تبلغ حوالي 4 آلاف كيلومتر. في هذه الفجوة توجد حلقات شفافة. الحلقة الخارجية مقسمة بواسطة شريط Encke. الحلقة الداخلية تكاد تكون ضبابية ، فهي شفافة للغاية.

في الواقع ، هذه الحلقات رفيعة جدًا. سمكها أقل من ألف متر ، رغم أن قطرها يزيد عن 250 كيلومترًا. يبدو أن هذه الحلقات قوية وضخمة للغاية ، ولكن تم حساب أنه إذا جمعت كل المادة التي تتكون منها في "كومة" واحدة ، فلن يزيد قطر هذا الجسم عن 100 كيلومتر.

توضح الصور التي ترسلها المجسات إلينا أن الحلقات تتكون من العديد من الحلقات الصغيرة ، تذكرنا بمسارات أسطوانات الجراموفون. معظم الجسيمات التي تتكون منها الحلقات لا تتجاوز بضعة سنتيمترات. قلة منهم تزيد عن بضعة أمتار. ووحدات الموت - 1-2 كيلومتر. على الأرجح ، كلها مصنوعة من الجليد أو مادة مشابهة للحجر ، لكنها مغطاة بالجليد.

العلماء ليسوا متأكدين من أصل الحلقات. هناك نسخة نشأت في وقت واحد مع الكوكب نفسه. على أي حال ، فإن المادة التي تشكل الحلقة يتم استبدالها وتجديدها باستمرار ، ربما بسبب تدمير الأقمار الصناعية الصغيرة.

الأقمار الصناعية

بحلول نهاية فبراير 2010 ، كان معروفًا حوالي 62. يدور معظمهم حول محورهم بنفس السرعة التي تدور حول الكوكب ، لذلك يتجهون دائمًا إليه على نفس الجانب.

أكبر قمر لكوكب زحل هو تيتان. في هذه اللحظةهناك نسخة أن الظروف على تيتان الآن مشابهة لتلك التي كانت قبل 4 مليارات سنة على الأرض ، عندما ولدت الحياة بالكاد.

بين الأقمار الصناعية والحلقات هناك اتساق كامل. ومنهم حسب ملاحظات العلماء "رعاة" للحلقات يبقونها في أماكنها.

بحث

اهتم الكوكب ذو الحلقات بالناس منذ عام 1609 ، عندما بدأ جاليليو بمراقبته. منذ ذلك الحين ، أجريت دراسات على الكوكب من العديد من التلسكوبات ، وفي عام 1997 تم إطلاق جهاز بحث. في يوليو 2004 ، دخل مدار الكوكب. بالإضافة إلى ذلك ، نزل مسبار Huygens على تيتان لدراسة سطحه.

الكوكب المحاط بحلقات ليس له سطح صلب. كثافته أقل من كثافة جميع الأجسام في النظام الشمسي. يتكون الكوكب من أخف عناصر نظام مندليف - الهيليوم والهيدروجين.

تتشكل غيوم زحل تقريبًا ، وقد تم اكتشاف هذا مرة أخرى في عام 1980 من قبل فوييجر التي كانت تحلق بجانبها. لم يتم ملاحظة مثل هذه الظاهرة في أي مكان آخر في النظام الشمسي. علاوة على ذلك ، تم الحفاظ على هذا الشكل من السحب في القطب الشمالي للكوكب لمدة 20 عامًا.

يتباهى زحل الذي لم يسبق للعلماء رؤيته في أماكن أخرى. تفردهم ليس فقط في حقيقة أن الإشعاع نفسه أزرق ، وأن اللون الأحمر ينعكس على الغيوم ، ولكن أيضًا في حقيقة أن الإشعاع يغطي القطب بأكمله ، على الرغم من أنهما محاطان فقط بأقطاب مغناطيسية على كوكب المشتري والأرض. تشير صور الشفق الدائري لكوكب زحل إلى أن الجسيمات المشحونة بواسطة الشمس تتأثر بالقوى المغناطيسية الأخرى ، والتي لم يتم التحقق من طبيعتها بعد.

الكواكب العملاقة كوكب المشتري وزحل وأورانوس لها حلقات. لأول مرة ، اكتشف العالم الهولندي هيغنز حلقة زحل في عام 1656 ، على الرغم من أن جاليليو قبل ذلك ، عندما نظر إلى زحل في تلسكوبه الضعيف ، اكتشف أن هذا الكوكب محاط بشيء ما. أظهرت دراسة زحل أن الحلقة لا تلمس سطح الكوكب في أي مكان ، فهي تتكون من عدة حلقات متداخلة مع بعضها البعض وتفصل بينها فجوات.

الحلقات ليست صلبة ، لكنها تتكون من جسيمات فردية ، كبيرة وصغيرة ، والتي ، مثل الأقمار الصناعية ، تدور حول الكوكب ، وتشكل معًا حلقات. الحلقات الداخلية تدور حول الكوكب بمعدل أسرع من الحلقات الخارجية. قام العلماء بحساب هذه السرعات ، واتضح أن أقمار زحل ستدور هكذا ، أي بالتوافق التام مع قوانين كبلر ، يميل محور زحل إلى مستوى مداره ، لذلك لوحظ تغيير في مظهر الحلقة في التلسكوب. بالنسبة لجاليليو ، بدت هذه الحلقات وكأنها نوع من "الأذنين" الغامضة.

تنبأ العالم S.K. Vsekhsvyatsky بوجود حلقة حول كوكب المشتري في عام 1960 ، وفي عام 1979 تم تصويره من قبل محطات فوييجر الأمريكية. حلقة المشتري رقيقة جدًا ، وتتكون من صخور صغيرة وغبار. يتم توجيهه إلى الأرض بحافة وبالتالي لا يمكن رؤيته من الأرض. أورانوس له حلقات رفيعة جدًا لا يمكن رؤيتها بالتلسكوب. بمساعدة Voyager ، وجدوا 11 حلقة واضحة والعديد من الحلقات الغامضة ، ما يسمى الحلقات المنتشرة. ستستمر دراسات الأقمار الصناعية وحلقات الكواكب البعيدة في المستقبل وستجلب بالتأكيد الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام.

في "الغلاف الجوي" لأرضنا - الغلاف الجوي - في أواخر السبعينيات ، بمساعدة الأقمار الصناعية ، اكتشف المتخصصون انتهاكًا لطبقة الأوزون. في الغلاف الجوي الذي نعيش فيه - نتنفس ونتحدث ونمشي ونطير ، والذي يتكون أساسًا من النيتروجين والأكسجين ، هناك أيضًا ما يسمى بالغازات الصغيرة ، ودورها ليس صغيراً بأي حال من الأحوال. ومن اهمها الصغيرة ...

لطالما كان الاهتمام البشري بالأراضي الصحراوية موجودًا. في البداية ، كانت الأغراض التجارية والعسكرية والتعليمية هي الأغراض الرئيسية. ثم تطورت الدول الأكثر تقدما تطلعات عدوانية واستعمارية. وأخيراً جذبت الصحاري الناس بما لديهم من معادن وإمكانية تربية ورعي الإبل والأغنام. على شواطئ البحر ، على حدود الصحراء مع البحر ، نشأت قواعد ومدن عسكرية ، حيث تم وضع الطرق ...

تكون منتجات الثوران البركاني سائلة وصلبة وغازية. المنتجات البركانية السائلة عبارة عن صهارة منصهرة. الصهارة التي تنفجر على السطح تسمى الحمم البركانية. يتدفق من مصب البركان على شكل نهر أو تدفق حمم بركانية ، والتي تبرد تدريجيًا وتتصلب وتشكل الصخور البركانية - البازلت والأنديسايت. في البداية ، تبلغ درجة حرارة تدفق الحمم البركانية حوالي 1000 درجة ويتدفق ...

حتى ميخائيل فاسيليفيتش لومونوسوف قدم الافتراض الصحيح بأن الومضات السماوية (كما تسمى الأضواء القطبية لسكان الشمال - بومورس) هي في الأساس كهربائية بطبيعتها. لتأكيد تخميناته ، أجرى العالم تجارب عديدة. أخذ كرة زجاجية وضخ الهواء ومرر الشحنات الكهربائية من خلالها. "القوة الكهربائية المُثارة في كرة يُسحب منها الهواء ، وأشعة مفاجئة ...

دوران كامل حول محوره أي دوران 360 درجة ، يجعل الكرة الأرضية 4.1 ثانية في 23 ساعة و 56 دقيقة ، أي تقريبًا في غضون 24 ساعة تقريبًا ، أو يوميًا. مع نفس الفترة ، يحدث شروق الشمس وذروتها وغروبها. لفترة طويلةاعتقد علماء الفلك أن سرعة دوران الأرض ثابتة ، ولكن باستخدام أدوات أكثر دقة ، اكتشفوا أنها صغيرة ...

تستند كلمة "زودياك" إلى الكلمات اليونانية "حيوان" و "دائرة". وبالتالي ، فإن ترجمتها الحرفية تعني "دائرة الحيوانات". في الواقع ، 11 من أصل 12 كوكبة من الأبراج (باستثناء الميزان) تحمل أسماء كائنات حية: الحمل ، الثور ، الجوزاء ، السرطان ، الأسد ، العذراء ، العقرب ، القوس ، الجدي ، الدلو ، الحوت. على خلفية هذه الأبراج بالتحديد ، تحدث الحركة الظاهرة للشمس والقمر والكواكب ....

لفترة طويلة ، ما يقرب من ألف ونصف عام ، سيطرت تعاليم بطليموس على عقول الناس ، مشيرة إلى أن الأرض تقع بلا حراك في مركز الكون. تم دحض نظام مركزية الأرض لبطليموس من قبل العالم البولندي العظيم نيكولاس كوبرنيكوس (1473-1543). بعد ثلاثين عامًا من العمل الشاق ، والملاحظات الطويلة للسماء ، والحسابات الرياضية المعقدة ، أثبت أن الأرض ليست سوى واحدة من الكواكب ، وأن جميع الكواكب تدور حولها ...

قام رواد الفضاء الأمريكيون ومحطتنا الأوتوماتيكية Luna-16 بتسليم عينات من تربة القمر إلى الأرض. أظهر تحليل هذه العينات أن الصخور السطحية على القمر تشكلت نتيجة ذوبان البازلت المتصلب. كانت البحار القمرية عبارة عن سهول تغمرها الحمم البركانية. يتكون القمر ، مثل الأرض ، من قشرة ، وغطاء ، ولب. يبلغ متوسط سمك القشرة حوالي 60 كم. سماكة…

هذا ما يخبرنا به طيف أشعة الشمس. ضوء الشمس هو مزيج من أشعة من ألوان مختلفة. تم إنشاء هذا لأول مرة من قبل الفيزيائي الإنجليزي العظيم I. Newton. أخذ منشورًا زجاجيًا ووجه شعاعًا من الضوء إليه. بدلاً من الشريط الأبيض ، ظهر شريط عريض متعدد الألوان على الشاشة خلف المنشور. تناوبت الألوان بنفس ترتيب قوس قزح على ...

الزهرة هي ساحرة السماء ، وهي أكثر إشراقًا من ألمع النجوم. يمكن رؤيته حتى بالعين المجردة في وضح النهار. سطح كوكب الزهرة ، الأقرب إلى الأرض من بين جميع الكواكب ، لا يمكن الوصول إليه من خلال الملاحظات البصرية ، لأن الكوكب محاط بالغيوم. لذلك ، تم الحصول على الغالبية العظمى من الخصائص الفيزيائية للكوكب باستخدام طرق الراديو وأبحاث الفضاء. كجسم مشرق للغاية مرئي ...

حلقات زحل ، أهمها موضحة ... ويكيبيديا

مخطط حلقات ومدارات أقمار أورانوس حلقات أورانوس هي نظام من الحلقات المحيطة بأورانوس. تحتل مكانة وسيطة من حيث التعقيد بين ... ويكيبيديا

مخطط الأقمار الصناعية وحلقات نبتون نظام حلقات نبتون أقل أهمية بكثير ، على سبيل المثال ، من نظام زحل ... ويكيبيديا

نظام الحلقات حول كوكب يشبه زحل كما تخيله فنان. حلقات الكواكب الخارجية هي تشكيلات حول الكواكب الخارجية ، تشبه حلقات الكواكب في مجموعتنا الشمسية ... ويكيبيديا

- ... ويكيبيديا

تصوير فني لحلقات ريا. كثافة الجسيمات في الحلقات مبالغ فيها ... ويكيبيديا

تحتوي هذه القائمة على كواكب من عالم StarCraft الخيالي والتي ظهرت في مواد Blizzard Entertainment الرسمية. المحتويات 1 قائمة الكواكب 1.1 قطاع كوبرولو 1.1.1 نظام أيور ... ويكيبيديا

تدور أجسام النظام الشمسي حول الكواكب تحت تأثير جاذبيتها. الأول من حيث وقت الاكتشاف (دون احتساب القمر) هو ألمع 4 أقمار للمشتري: Io و Europa و Ganymede و Callisto ، اكتشفها جي جاليليو عام 1610 (انظر ... ... الموسوعة السوفيتية العظمى

مقارنة أحجام بعض الأقمار الصناعية والأرض. في الجزء العلوي توجد أسماء الكواكب التي تدور حولها الأقمار الصناعية المعروضة. أقمار الكواكب (يشار إلى سنة الاكتشاف بين قوسين ؛ والقوائم مرتبة حسب تاريخ الاكتشاف). المحتويات ... ويكيبيديا

كتب

في عالم العديد من الأقمار ، بي آي سيلكين ، يتحدث الكتاب بشكل شعبي عن عالم الأقمار الصناعية الطبيعية للكواكب (باستثناء القمر). في السنوات الأخيرة ، تم إثراء معرفتنا بأجسام النظام الشمسي هذه بشكل كبير ، لا سيما في ... التصنيف: علم الفلك الناشر: الطبعة الرئيسية من الأدب الفيزيائي والرياضي لدار النشر "نوكا",
Cosmos ، Koshevar D. ، لطالما جذبت المساحة الغامضة والشاسعة انتباه الناس. بعد كل شيء ، يحتوي على عدد لا يحصى من المجرات الضبابية والثقوب السوداء المشؤومة والكواكب الملونة والنجوم المشتعلة ...

يتكون نظامنا الشمسي ، إذا كنا نقصد جوهره ، من الشمس وأربعة كواكب عملاقة ، وبشكل أكثر بساطة - من الشمس والمشتري ، لأن كتلة كوكب المشتري أكبر من جميع الأجسام القريبة من الشمس - الكواكب والمذنبات والكويكبات - مجموع. في الواقع ، نحن نعيش في نظام ثنائي من الشمس والمشتري ، وكل ما تبقى من "التافه" يخضع لخطورتهما.

زحل أصغر أربع مرات من كوكب المشتري في الكتلة ، ولكنه مماثل في تركيبته: فهو يتكون أيضًا بشكل أساسي من عناصر ضوئية - الهيدروجين والهيليوم بنسبة 9: 1 من حيث عدد الذرات. يعتبر أورانوس ونبتون أقل كتلة وأكثر ثراءً في التركيب في العناصر الثقيلة - الكربون والأكسجين والنيتروجين. لذلك ، عادة ما يتم تقسيم مجموعة من أربعة عمالقة إلى نصفين ، إلى مجموعتين فرعيتين. يُطلق على كوكب المشتري وزحل اسم عمالقة الغاز ، بينما يُطلق على أورانوس ونبتون اسم عمالقة الجليد. الحقيقة هي أن أورانوس ونبتون ليس لهما غلاف جوي كثيف للغاية ، ومعظم حجمهما عبارة عن عباءة جليدية ؛ أي مادة صلبة إلى حد ما. وفي كوكب المشتري وزحل ، يشغل "الغلاف الجوي" الغازي والسائل الحجم بالكامل تقريبًا. في الوقت نفسه ، تمتلك جميع العمالقة نوى من الحجر الحديدي تتجاوز كتلة الأرض.

للوهلة الأولى ، الكواكب العملاقة بدائية ، والكواكب الصغيرة أكثر إثارة للاهتمام. ولكن ربما يكون هذا بسبب أننا ما زلنا لا نعرف طبيعة هؤلاء العمالقة الأربعة ، وليس لأنهم لا يهتمون كثيرًا. نحن فقط لا نعرفهم جيدًا. على سبيل المثال ، اقترب مسبار فضائي مرة واحدة فقط من اثنين من عمالقة الجليد - أورانوس ونبتون - (Voyager 2 و NASA و 1986 و 1989) في تاريخ علم الفلك بأكمله ، وحتى بعد ذلك مر بهما دون توقف. كم يمكن أن يرى ويقيس هناك؟ يمكن القول أننا لم نبدأ بالفعل في دراسة عمالقة الجليد بعد.

تمت دراسة عمالقة الغاز بمزيد من التفصيل ، لأنه بالإضافة إلى مركبات flyby (Pioneer 10 و 11 ، Voyager 1 and 2 ، Ulysses ، Cassini ، New Horizons ، NASA and ESA) ، الأقمار الصناعية: Galileo (NASA) في عام 1995 -2003 وجونو (ناسا) يستكشفان كوكب المشتري منذ عام 2016 ، وكاسيني (ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية) في 2004-2017. درس زحل.

تمت دراسة كوكب المشتري بشكل أعمق ، بالمعنى الحرفي: تم إسقاط مسبار في غلافه الجوي من لوحة جاليليو ، التي طار هناك بسرعة 48 كم / ثانية ، وفتح المظلة وفي ساعة واحدة هبط 156 كم أدناه الحافة العلوية للسحب ، حيث عند ضغط خارجي يبلغ 23 ضغطًا جويًا ودرجة حرارة 153 درجة مئوية ، توقف عن إرسال البيانات ، على ما يبدو بسبب ارتفاع درجة الحرارة. على مسار الهبوط ، قاس العديد من بارامترات الغلاف الجوي ، بما في ذلك تركيبته النظيرية. وقد أدى هذا إلى إثراء ليس فقط علم الكواكب ، ولكن أيضًا علم الكونيات. بعد كل شيء ، لا تطلق الكواكب العملاقة المادة من نفسها ، فهي تحتفظ إلى الأبد بما ولدت منه ؛ خاصة بالنسبة لكوكب المشتري. على سطحه الغائم ، سرعة الإفلات الثانية 60 كم / ث. من الواضح أنه لن ينجو جزيء واحد من هناك.

لذلك ، نعتقد أن التركيب النظائري للمشتري ، وخاصة تكوين الهيدروجين ، هو سمة من سمات المراحل الأولى من الحياة ، على الأقل في النظام الشمسي ، وربما في الكون. وهذا مهم للغاية: تشير نسبة نظائر الهيدروجين الثقيلة والخفيفة إلى كيفية سير تكوين العناصر الكيميائية في الدقائق الأولى من تطور كوننا ، والتي الحالة الجسديةثم كانوا.

يدور كوكب المشتري بسرعة لمدة 10 ساعات تقريبًا ؛ وبما أن متوسط كثافة الكوكب منخفض (1.3 جم / سم 3) ، فقد شوهت قوة الطرد المركزي شكل جسمه بشكل ملحوظ. عند النظر إلى الكوكب ، يمكنك أن ترى أنه منضغط على طول المحور القطبي. درجة انضغاط كوكب المشتري ، أي أن الفرق النسبي بين نصف قطره الاستوائي والقطبي هو ( صمكافئ - صأرضية)/ صمكافئ = 0.065. إنها متوسط كثافة الكوكب (ρ ∝ السيد 3) وفترتها اليومية ( تي) تحديد شكل جسدها. كما تعلم ، الكوكب هو جسم كوني في حالة توازن هيدروستاتيكي. عند قطب الكوكب ، تعمل قوة الجاذبية فقط ( GM / R. 2) ، وعند خط الاستواء يتم مواجهتها بقوة الطرد المركزي ( الخامس 2 /ص= 4π 2 ص 2 /RT 2). تحدد نسبتهم شكل الكوكب ، لأن الضغط في مركز الكوكب يجب ألا يعتمد على الاتجاه: يجب أن يزن العمود الاستوائي للمادة بقدر وزن العمود القطبي. نسبة هذه القوى (4π 2 ص/تي 2)/(GM/ص 2) ∝ 1/(السيد 3)تي 2 ∝ 1 / (ρ تي 2). لذلك ، كلما كانت كثافة ومدة اليوم أصغر ، زاد ضغط الكوكب. دعنا نتحقق: متوسط كثافة زحل هو 0.7 جم / سم 3 ، وفترة دورانه 11 ساعة - تقريبًا مثل كوكب المشتري - والضغط هو 0.098. يتم ضغط زحل مرة ونصف أقوى من كوكب المشتري ، ومن السهل ملاحظة ذلك عند مراقبة الكواكب من خلال التلسكوب: ضغط زحل مذهل.

لا يحدد الدوران السريع للكواكب العملاقة شكل جسمها فحسب ، وبالتالي شكل قرصها المرصود ، ولكن أيضًا مظهره: السطح الغائم للكواكب العملاقة له هيكل منطقي به خطوط بألوان مختلفة ممتدة على طول خط الاستواء . تتحرك تيارات الغاز بسرعة ، بسرعات تصل إلى عدة مئات من الكيلومترات في الساعة ؛ يتسبب إزاحتها المتبادلة في عدم استقرار القص ، وتولد مع قوة كوريوليس دوامات عملاقة. يمكن رؤية البقعة الحمراء العظيمة على كوكب المشتري ، والبقع البيضاء الكبيرة على كوكب زحل ، والمرئية من بعيد بقعة مظلمةعلى نبتون. تشتهر منطقة Great Red Spot (GRS) المضادة للإعصار على كوكب المشتري بشكل خاص. ذات مرة ، كان BKP أكبر بمرتين من الحجم الحالي ، وقد رآه معاصرو جاليليو من خلال تلسكوباتهم الضعيفة. اليوم ، أصبح BKP شاحبًا ، ولكن لا تزال هذه الدوامة تعيش في الغلاف الجوي لكوكب المشتري منذ ما يقرب من 400 عام ، لأنها تغطي كتلة عملاقة من الغاز. حجمها أكبر من الكرة الأرضية. مثل هذه الكتلة من الغاز ، بمجرد الدوران ، لن تتوقف قريبًا. تعيش الأعاصير على كوكبنا حوالي أسبوع ، وهناك لقرون.

في أي حركة ، يتم تبديد الطاقة ، مما يعني أن مصدرها مطلوب. يحتوي كل كوكب على مجموعتين من مصادر الطاقة - داخلية وخارجية. من الخارج ، يصب تيار من الإشعاع الشمسي على الكوكب ويسقط النيازك. من الداخل ، يتم تسخين الكوكب عن طريق اضمحلال العناصر المشعة وانكماش الجاذبية للكوكب نفسه (آلية كلفن هيلمهولتز). . على الرغم من أننا رأينا بالفعل كيف تسقط الأجسام الكبيرة على المشتري مسببة انفجارات قوية (المذنب Shoemaker-Levy 9) ، فإن تقديرات تواتر سقوطها تُظهر أن متوسط تدفق الطاقة التي تجلبها أقل بكثير من ضوء الشمس. من ناحية أخرى ، فإن دور مصادر الطاقة الداخلية غامض. بالنسبة للكواكب الأرضية ، التي تتكون من عناصر حرارية ثقيلة ، فإن المصدر الداخلي الوحيد للحرارة هو الاضمحلال الإشعاعي ، لكن مساهمته لا تذكر مقارنة بالحرارة الصادرة عن الشمس.

تحتوي الكواكب العملاقة على نسبة أقل بكثير من العناصر الثقيلة ، لكنها أكثر ضخامة وأكثر انضغاطًا بسهولة ، مما يجعل إطلاق طاقة الجاذبية المصدر الرئيسي للحرارة. ونظرًا لإزالة العمالقة من الشمس ، يصبح المصدر الداخلي منافسًا للمصدر الخارجي: في بعض الأحيان يسخن الكوكب نفسه أكثر من الشمس. حتى المشتري ، أقرب عملاق للشمس ، يشع (في الأشعة تحت الحمراء) 60٪ من الطاقة أكثر مما يتلقاه من الشمس. والطاقة التي يشعها زحل في الفضاء أكبر 2.5 مرة من تلك التي يستقبلها الكوكب من الشمس.

يتم إطلاق طاقة الجاذبية أثناء ضغط الكوكب ككل وأثناء تمايز أحشاءه ، أي عندما تغرق المادة الأكثر كثافة في المركز ويتم دفع المزيد من "الطفو" من هناك. ربما يعمل كلا التأثيرين. على سبيل المثال ، يتناقص كوكب المشتري في عصرنا بحوالي 2 سم سنويًا. وبعد التشكيل مباشرة ، كان لديه مرتين حجم أكبر، تقلص بشكل أسرع وكان أكثر دفئا بشكل ملحوظ. في جوارها بعد ذلك ، لعب دور الشمس الصغيرة ، كما تدل على ذلك خصائص أقماره الجليل: كلما اقتربوا من الكوكب ، ازدادت كثافة وأقل احتوائهم على عناصر متطايرة (مثل الكواكب نفسها في النظام الشمسي) ).

بالإضافة إلى انكماش الكوكب ككل ، دور مهمفي مصدر الجاذبية للطاقة يلعب تمايز الأمعاء. تنقسم المادة إلى كثافة وطفو ، وأحواض كثيفة ، مطلقةً طاقة جاذبيتها الكامنة على شكل حرارة. ربما ، أولاً وقبل كل شيء ، هذا هو التكثيف والسقوط اللاحق لقطرات الهيليوم من خلال طبقات الهيدروجين العائمة ، وكذلك انتقالات الطور للهيدروجين نفسه. ولكن قد تكون هناك ظواهر أكثر إثارة للاهتمام: على سبيل المثال ، تبلور الكربون هو مطر من الماس (!) ، صحيح أنه لا يطلق الكثير من الطاقة ، نظرًا لوجود القليل من الكربون.

لا يزال الهيكل الداخلي للكواكب العملاقة قيد الدراسة من الناحية النظرية فقط. لدينا فرصة ضئيلة للاختراق المباشر في أعماقهم ، ولم يتم تطبيق أساليب علم الزلازل ، أي السبر الصوتي ، عليهم بعد. ربما في يوم من الأيام سنتعلم كيف نتألق من خلالها بمساعدة النيوترينوات ، لكن هذا لا يزال بعيد المنال.

لحسن الحظ ، في ظل ظروف المختبر ، تمت بالفعل دراسة سلوك المادة عند الضغوط ودرجات الحرارة السائدة في الأجزاء الداخلية للكواكب العملاقة ، مما يعطي أسسًا لنمذجة رياضية لداخلها. هناك طرق للتحكم في مدى كفاية نماذج البنية الداخلية للكواكب. مجالان فيزيائيان ، مغناطيسي وجاذبي ، تقع مصادرهما في الأعماق ، يخرجان إلى الفضاء المحيط بالكوكب ، حيث يمكن قياسهما بواسطة أدوات المسابير الفضائية.

تؤثر العديد من العوامل المشوهة على بنية المجال المغناطيسي (البلازما القريبة من الكوكب ، والرياح الشمسية) ، بينما يعتمد مجال الجاذبية على توزيع الكثافة داخل الكوكب فقط. كلما زاد اختلاف جسم الكوكب عن المتماثل كرويًا ، زاد تعقيد مجال الجاذبية ، وكلما زادت التوافقيات التي تميزه عن النيوتوني البسيط GM / R. 2 .

أداة قياس مجال الجاذبية للكواكب البعيدة ، كقاعدة عامة ، هي مسبار الفضاء نفسه ، وبشكل أكثر دقة ، حركته في مجال الكوكب. كلما كان المسبار بعيدًا عن الكوكب ، كانت الاختلافات الطفيفة في مجال الكوكب من المجال المتماثل كرويًا أضعف. لذلك ، من الضروري إطلاق المسبار بالقرب من الكوكب قدر الإمكان. تحقيقا لهذه الغاية ، يعمل مسبار جونو الجديد (ناسا) بالقرب من كوكب المشتري منذ عام 2016. إنه يطير في مدار قطبي ، وهو ما لم يكن عليه الحال من قبل. في المدار القطبي ، تكون التوافقيات الأعلى لحقل الجاذبية أكثر وضوحًا ، لأن الكوكب منضغط ، ويقترب المسبار كثيرًا من السطح من وقت لآخر. هذا ما يجعل من الممكن قياس التوافقيات الأعلى لتوسيع مجال الجاذبية. ولكن للسبب نفسه ، سينتهي المسبار من عمله قريبًا: إنه يطير عبر المناطق الأكثر كثافة في أحزمة إشعاع المشتري ، وتعاني معداته كثيرًا من هذا.

أحزمة كوكب المشتري الإشعاعية هائلة. عند الضغط العالي ، يتم تعدين الهيدروجين الموجود في أحشاء الكوكب: يتم تعميم إلكتروناته ، وتفقد الاتصال مع النوى ، ويصبح الهيدروجين السائل موصلًا للكهرباء. الكتلة الهائلة للوسيط فائق التوصيل والدوران السريع والحمل الحراري القوي - تساهم هذه العوامل الثلاثة في توليد مجال مغناطيسي بسبب تأثير الدينامو. في مجال مغناطيسي هائل يلتقط الجسيمات المشحونة المتطايرة من الشمس ، تتشكل أحزمة إشعاعية ضخمة. في الجزء الأكثر كثافة تقع مدارات أقمار غاليليو الداخلية. لذلك ، على سطح أوروبا ، لم يكن الشخص يعيش يومًا واحدًا ، ولكن على Io - ولا حتى ساعة. حتى روبوت الفضاء ليس من السهل أن يكون هناك.

جانيميد وكاليستو ، اللذان يبعدان عن المشتري ، بهذا المعنى أكثر أمانًا للبحث. لذلك ، هناك سترسل روسكوزموس مسبارًا في المستقبل. على الرغم من أن أوروبا مع محيطها تحت الجليدي ستكون أكثر إثارة للاهتمام.

يبدو عمالقة الجليد أورانوس ونبتون وسيطًا بين عمالقة الغاز والكواكب الأرضية. مقارنة بكوكب المشتري وزحل ، فإنهما يتمتعان بحجم أصغر وكتلة وضغط مركزي ، لكن متوسط كثافتهما العالية نسبيًا يشير إلى نسبة أكبر من عناصر CNO. يتكون الغلاف الجوي الممتد والهائل لأورانوس ونبتون في الغالب من الهيدروجين الهليوم. يوجد أسفلها غطاء مائي مع خليط من الأمونيا والميثان ، والذي يُطلق عليه عادةً الجليد. لكن من المعتاد أن يطلق علماء الكواكب على أنفسهم اسم "الجليد" العناصر الكيميائيةمجموعات CNO ومركباتها (H 2 O ، NH 3 ، CH 4 ، إلخ) ، وليس حالة تجميعها. لذلك يمكن أن يكون الوشاح أكثر سيولة. ويوجد تحته نواة صغيرة نسبيًا من الحجر الحديدي. نظرًا لأن تركيز الكربون في أحشاء أورانوس ونبتون أعلى من تركيز زحل والمشتري ، فقد تكون هناك طبقة من الكربون السائل تتكثف فيها البلورات ، أي الماس الذي يستقر عند قاعدة الوشاح الجليدي.

أؤكد ذلك الهيكل الداخليتتم مناقشة الكواكب العملاقة بنشاط ، ولا يزال هناك الكثير من النماذج المتنافسة. كل قياس جديد من المجسات الفضائية وكل نتيجة جديدة لمحاكاة المختبر في التركيبات ضغط مرتفعيؤدي إلى مراجعة هذه النماذج. دعني أذكرك أن القياس المباشر لمعايير الطبقات الضحلة جدًا من الغلاف الجوي ، وفقط في كوكب المشتري ، تم إجراؤه مرة واحدة فقط بواسطة مسبار تم إسقاطه من جاليليو (ناسا). كل شيء آخر هو قياسات غير مباشرة ونماذج نظرية.

الحقول المغناطيسية لأورانوس ونبتون أضعف من تلك الموجودة في عمالقة الغاز ، ولكنها أقوى من تلك الموجودة في الأرض. على الرغم من أن المجال الحثي على سطح أورانوس ونبتون يكون تقريبًا هو نفسه الموجود على سطح الأرض (أجزاء من جاوس) ، إلا أن الحجم ، وبالتالي العزم المغناطيسي ، أكبر بكثير. إن هندسة المجال المغناطيسي لعمالقة الجليد معقدة للغاية ، وهي بعيدة كل البعد عن شكل ثنائي القطب البسيط المميز للأرض والمشتري وزحل. سبب محتملحيث يتم إنشاء مجال مغناطيسي في طبقة رقيقة نسبيًا موصلة كهربائيًا لغطاء أورانوس ونبتون ، حيث لا تتمتع تدفقات الحمل الحراري بدرجة عالية من التناظر (نظرًا لأن سمك الطبقة أقل بكثير من نصف قطرها).

مع أوجه التشابه الخارجية ، لا يمكن تسمية أورانوس ونبتون بتوائم. يتضح هذا من خلال متوسط الكثافة المختلفة (على التوالي 1.27 و 1.64 جم / سم 3) والشدة المختلفة لإطلاق الحرارة في الأمعاء. على الرغم من أن أورانوس أقرب مرة ونصف إلى الشمس من نبتون ، وبالتالي يتلقى 2.5 مرة أكثر من الحرارة منه ، إلا أنه أبرد من نبتون. الحقيقة هي أن نبتون يبعث حرارة في أعماقه أكثر مما يتلقاها من الشمس ، ولا يصدر أورانوس شيئًا تقريبًا. يبلغ تدفق الحرارة من أحشاء أورانوس بالقرب من سطحه 0.042 ± 0.047 واط / م 2 فقط ، وهو أقل من تدفق الحرارة للأرض (0.075 واط / م 2). أورانوس هو أبرد كوكب في المجموعة الشمسية ، على الرغم من أنه ليس الأبعد عن الشمس. هل هذا بسبب دورانه الغريب "على جانبه"؟ ليست مستبعدة.

الآن دعنا نتحدث عن حلقات الكواكب.

يعلم الجميع أن "الكوكب الحلقي" هو زحل. ولكن بعد الملاحظة الدقيقة ، اتضح أن جميع الكواكب العملاقة لها حلقات. من الصعب رؤيتهم من الأرض. على سبيل المثال ، لا نرى حلقة كوكب المشتري من خلال التلسكوب ، لكننا نلاحظها في الإضاءة الخلفية عندما ينظر مسبار فضائي إلى الكوكب من جانبه الليلي. تتكون هذه الحلقة من جسيمات مظلمة وصغيرة جدًا ، يمكن مقارنة حجمها بطول موجي طويل للضوء. إنهم لا يعكسون الضوء عمليًا ، لكنهم ينثرونه جيدًا إلى الأمام. حلقات رقيقة تحيط بأورانوس ونبتون.

بشكل عام ، لا يوجد كواكب لها حلقتان متطابقتان ، فكلها مختلفة.

على سبيل المزاح ، يمكننا القول أن للأرض أيضًا حلقة. صناعي. يتكون من عدة مئات من الأقمار الصناعية الموضوعة في مدار ثابت بالنسبة للأرض. في هذه الصورة ، ليس فقط الأقمار الصناعية المستقرة بالنسبة إلى الأرض ، ولكن أيضًا تلك الموجودة في المدارات المنخفضة ، وكذلك تلك الموجودة في المدارات الإهليلجية العالية. لكن الحلقة المستقرة بالنسبة إلى الأرض تبرز بشكل ملحوظ على خلفيتها. ومع ذلك ، هذا رسم وليس صورة. حتى الآن ، لم يتمكن أحد من تصوير الحلقة الاصطناعية للأرض. بعد كل شيء ، كتلته الإجمالية صغيرة ، والسطح العاكس لا يكاد يذكر. من غير المحتمل أن تكون الكتلة الإجمالية للأقمار الصناعية في الحلقة 1000 طن ، أي ما يعادل كويكب بطول 10 أمتار ، قارن هذا بمعلمات حلقات الكواكب العملاقة.

من الصعب جدًا ملاحظة أي علاقة بين معلمات الحلقات. مادة حلقات زحل بيضاء كالثلج (البياض 60٪) ، وبقية الحلقات أغمق من الفحم (أ = 2-3٪). كل الحلقات رفيعة ، لكن حلقات كوكب المشتري سميكة جدًا. كل شيء مصنوع من الأحجار المرصوفة ، لكن كوكب المشتري مصنوع من جزيئات الغبار. يختلف هيكل الحلقات أيضًا: بعضها يشبه أسطوانة الجراموفون (زحل) ، والبعض الآخر يشبه كومة من الأطواق الشبيهة بالماتريوشكا (أورانوس) ، والبعض الآخر ضبابي ومنتشر (كوكب المشتري) ، وحلقات نبتون ليست مغلقة على الإطلاق وتبدو مثل الأقواس.

لا يتناسب سمك الحلقات الصغير نسبيًا مع الرأس: يبلغ قطرها مئات الآلاف من الكيلومترات ، ويقاس سمكها بعشرات الأمتار. لم نحمل أبدًا مثل هذه الأشياء الدقيقة في أيدينا. إذا قارنا حلقة زحل بورقة من ورق الكتابة ، فعندئذٍ بسماكته المعروفة ، سيكون حجم الورقة بحجم ملعب كرة قدم!

كما ترون ، تختلف حلقات جميع الكواكب في تكوين الجسيمات ، في توزيعها ، في الشكل - لكل كوكب عملاق زخرفته الفريدة ، التي لم نفهم أصلها بعد. عادةً ما تقع الحلقات في المستوى الاستوائي للكوكب وتدور في نفس اتجاه الكوكب نفسه وتدور مجموعة من الأقمار الصناعية القريبة منه. في الأزمنة السابقة ، اعتقد علماء الفلك أن الحلقات أبدية ، وأنها موجودة منذ اللحظة التي وُلد فيها الكوكب وستبقى معها إلى الأبد. الآن تغيرت وجهة النظر. لكن الحسابات تظهر أن الحلقات ليست متينة للغاية ، وأن جزيئاتها تتباطأ وتسقط على الكوكب ، وتتبخر وتتشتت في الفضاء ، وتستقر على سطح الأقمار الصناعية. لذا فإن الزخرفة مؤقتة ، رغم أنها طويلة العمر. يعتقد علماء الفلك الآن أن الحلقة ناتجة عن اصطدام أو تدمير مدّي لأقمار الكوكب. ربما تكون حلقة زحل هي الأصغر ، ولهذا فهي ضخمة جدًا وغنية بالمواد المتطايرة (الثلج).

ولذا فإن التلسكوب الجيد بكاميرا جيدة يمكنه التقاط الصور. لكن هنا ما زلنا لا نرى أي هيكل تقريبًا في الحلبة. لوحظ منذ فترة طويلة "فجوة" مظلمة - فجوة كاسيني ، التي اكتشفها عالم الفلك الإيطالي جيوفاني كاسيني منذ أكثر من 300 عام. يبدو أنه لا يوجد شيء في الفجوة.

يتزامن مستوى الحلقة مع خط الاستواء للكوكب. لا يمكن أن يكون الأمر غير ذلك ، لأن كوكبًا مفلطحًا متماثلًا على طول خط الاستواء لديه إمكانات جيدة في مجال الجاذبية. في سلسلة من الصور الملتقطة من عام 2004 إلى عام 2009 ، نرى زحل وحلقته من زوايا مختلفة ، حيث يميل خط استواء زحل إلى مستوى مداره بمقدار 27 درجة ، وتكون الأرض دائمًا قريبة من هذا المستوى. في عام 2004 ، وجدنا أنفسنا بالتأكيد في مستوى الحلقات. أنت تفهم ، بسمك عدة عشرات من الأمتار ، لا نرى الحلقة نفسها. ومع ذلك ، فإن الشريط الأسود على قرص الكوكب محسوس. هذا هو ظل الحلقة على الغيوم. إنه مرئي لنا ، نظرًا لأن الأرض والشمس ينظران إلى زحل من اتجاهات مختلفة: ننظر تمامًا في مستوى الحلقة ، لكن الشمس تضيء من زاوية مختلفة قليلاً ويسقط ظل الحلقة على الطبقة الملبدة بالغيوم. الكون. إذا كان هناك ظل ، فهناك مادة معبأة بكثافة في الحلقة. يختفي ظل الحلقة فقط في أيام الاعتدال على زحل ، عندما تكون الشمس في مستواها تمامًا ؛ وهذا يشير بشكل مستقل إلى سمك صغير للحلقة.

تم تخصيص الكثير من الأعمال لحلقة زحل. جيمس كليرك ماكسويل ، الشخص الذي اشتهر بمعادلات المجال الكهرومغناطيسي ، استكشف فيزياء الحلقة وأظهر أنها لا يمكن أن تكون جسمًا صلبًا واحدًا ، ولكن يجب أن تتكون من جسيمات صغيرة ، وإلا فإن قوة الطرد المركزي ستمزقها. كل جسيم يطير في مداره الخاص - كلما اقتربنا من الكوكب ، كانت أسرع.

إن النظر إلى أي شيء من الجانب الآخر مفيد دائمًا. حيث رأينا في الضوء المباشر السواد ، "فجوة" في الحلقة ، هنا نرى المادة ؛ إنه مجرد نوع مختلف ، فهو يعكس الضوء وينثره بشكل مختلف

عندما أرسلت لنا المسابير الفضائية صورًا لحلقة زحل ، أدهشنا هيكلها الدقيق. لكن في القرن التاسع عشر ، رأى المراقبون البارزون في مرصد Pic du Midi في فرنسا هذا الهيكل بأعينهم ، لكن لم يصدقهم أحد حقًا ، لأنه لم يلاحظ أحد غيرهم مثل هذه التفاصيل الدقيقة. لكن اتضح أن حلقة زحل هي ذلك بالضبط. يتم البحث عن تفسير لهذا الهيكل الشعاعي الدقيق للحلقة من قبل المتخصصين في الديناميات النجمية من حيث التفاعل الرنيني لجسيمات الحلقة مع أقمار زحل الضخمة خارج الحلقة والأقمار الصغيرة داخل الحلقة. بشكل عام ، تتواءم نظرية موجات الكثافة مع المهمة ، لكنها لا تزال بعيدة عن شرح كل التفاصيل.

تُظهر الصورة العلوية جانب اليوم من الحلبة. يطير المسبار عبر مستوى الحلبة ، وفي الصورة السفلية نرى كيف تحول إلينا في الليل. أصبحت المادة في انشطار كاسيني مرئية تمامًا من جانب الظل ، بينما الجزء اللامع من الحلقة ، على العكس من ذلك ، أغمق ، لأنه كثيف وغير شفاف. حيثما كان هناك سواد ، يظهر السطوع ، لأن الجسيمات الصغيرة لا تنعكس ، بل تشتت الضوء إلى الأمام. تظهر هذه الصور أن المادة موجودة في كل مكان ، مجرد جزيئات مختلفة الأحجام والتراكيب. ما هي الظواهر الفيزيائية التي تفصل بين هذه الجسيمات ، ما زلنا لا نفهم حقًا. تُظهر الصورة العلوية جانوس ، أحد أقمار زحل.

يجب أن أقول أنه على الرغم من أن المركبات الفضائية حلقت بالقرب من حلقة زحل ، إلا أن أيا منها لم يتمكن من رؤية الجسيمات الحقيقية التي تشكل الحلقة. نرى فقط توزيعها العام. لا يمكن رؤية الكتل الفردية ، فهي لا تخاطر بإطلاق الجهاز داخل الحلقة. ولكن في يوم من الأيام سيتعين القيام بذلك.

من الجانب الليلي من زحل ، تظهر على الفور تلك الأجزاء المرئية من الحلقات غير المرئية في الضوء المباشر.

هذه ليست صورة ملونة حقيقية. توضح الألوان هنا الحجم المميز لتلك الجسيمات التي تشكل منطقة معينة. أحمر - جزيئات صغيرة ، فيروزي - أكبر.

في تلك الحقبة ، عندما كانت الحلقة تدور باتجاه الشمس ، تسقط ظلال من عدم تجانس كبير على مستوى الحلقة (الصورة العلوية). أطول ظل هنا يأتي من القمر الصناعي ميماس ، والعديد من القمم الصغيرة ، التي تظهر في الشكل الداخلي في صورة مكبرة ، لم تتلق بعد تفسيرًا لا لبس فيه. هم مسؤولون عن حواف بحجم كيلومتر. من الممكن أن يكون بعضها عبارة عن ظلال من أكبر الأحجار. لكن التركيب شبه المنتظم للظلال (في الصورة أدناه) يتماشى أكثر مع التجمعات المؤقتة للجسيمات التي تنتج عن عدم استقرار الجاذبية.

تطير الأقمار الصناعية على طول بعض الحلقات ، ما يسمى بـ "الحراسة" أو "كلاب الراعي" ، والتي ، بحكم جاذبيتها ، تمنع بعض الحلقات من التشويش. علاوة على ذلك ، فإن الأقمار الصناعية نفسها مثيرة للاهتمام للغاية. يتحرك أحدهما داخل حلقة رفيعة والآخر بالخارج (على سبيل المثال ، Janus و Epimetheus). تختلف الفترات المدارية قليلاً. الجزء الداخلي أقرب إلى الكوكب ، وبالتالي ، يطير حوله بشكل أسرع ، ويلحق بالقمر الصناعي الخارجي ، وبسبب الانجذاب المتبادل ، يغير طاقته: الخارجي يتباطأ ، والداخلي يتسارع ، ويغيران المدارات - الذي يتباطأ ينتقل إلى مدار منخفض ، والذي يتسارع - إلى مدار مرتفع. لذلك يقومون بعدة آلاف من الثورات ، ثم يغيرون الأماكن مرة أخرى. على سبيل المثال ، يبدل Janus و Epimetheus الأماكن كل 4 سنوات.

قبل بضع سنوات ، تم اكتشاف الحلقة الأبعد لكوكب زحل ، والتي لم يكن هناك شك على الإطلاق. هذه الحلقة متصلة بقمر Phoebus ، الذي ينفث الغبار عن سطحه ، ويملأ المنطقة على طول مدار القمر. لا يرتبط مستوى دوران هذه الحلقة ، مثله مثل القمر الصناعي نفسه ، بخط الاستواء للكوكب ، لأنه نظرًا للمسافة الكبيرة ، يُنظر إلى جاذبية زحل على أنها مجال لجسم نقطي.

كل كوكب عملاق لديه عائلة من الأقمار الصناعية. كوكب المشتري وزحل غنيان بشكل خاص. حتى الآن ، يمتلك كوكب المشتري 69 صاروخًا ، ولدى زحل 62 كوكبًا ، ويتم اكتشاف كواكب جديدة بانتظام. لم يتم تحديد الحد الأدنى للكتلة والحجم للأقمار الصناعية رسميًا ، لذلك بالنسبة لزحل هذا الرقم مشروط: إذا تم العثور على جسم بحجم 20-30 مترًا بالقرب من الكوكب ، فما هو - قمر صناعي للكوكب أو جزء من حلقتها؟

في أي عائلة كبيرة من الأجسام الكونية ، هناك دائمًا أجسام صغيرة أكثر من الأجسام الكبيرة. الأقمار الصناعية الكوكبية ليست استثناء. الأقمار الصناعية الصغيرة هي ، كقاعدة عامة ، كتل ذات شكل غير منتظم ، تتكون أساسًا من الجليد. بحجم أقل من 500 كم ، فهم غير قادرين على إعطاء أنفسهم شكلاً كرويًا من خلال جاذبيتهم. ظاهريًا ، فهي تشبه إلى حد بعيد الكويكبات ونواة المذنب. ربما يكون العديد منهم كذلك ، لأنهم يبتعدون عن الكوكب في مدارات شديدة الفوضى. يمكن أن يمسك الكوكب بهم ، وبعد فترة يمكن أن يفقدهم.

ما زلنا لسنا على دراية كبيرة بالأقمار الصناعية الصغيرة الشبيهة بالكويكبات. تمت دراسة مثل هذه الأجسام بالقرب من المريخ بمزيد من التفصيل عن غيرها - اثنان من أقمارها الصناعية الصغيرة ، فوبوس وديموس. تم إيلاء اهتمام خاص لفوبوس ؛ حتى أنهم أرادوا إرسال مسبار إلى سطحه ، لكن ذلك لم يحدث حتى الآن. كلما نظرت عن كثب إلى أي جسم كوني ، زادت أسراره. فوبوس ليست استثناء. انظر ما هي الهياكل الغريبة التي تمتد على طول سطحه. توجد بالفعل العديد من النظريات الفيزيائية التي تحاول تفسير تكوينها. تبدو هذه الخطوط من الانخفاضات والأخاديد الصغيرة مثل خطوط الطول. لكن لم يقترح أحد حتى الآن نظرية فيزيائية لتكوينها.

جميع الأقمار الصناعية الصغيرة تحمل العديد من علامات الاصطدام. من وقت لآخر يصطدمون ببعضهم البعض ومع أجساد قادمة من بعيد ، ينقسمون إلى أجزاء منفصلة ، ويمكن حتى أن يتحدوا. لذلك ، لن يكون من السهل استعادة ماضيهم البعيد وأصلهم. لكن من بين الأقمار الصناعية ، هناك تلك التي ترتبط وراثيًا بالكوكب ، لأنها تتحرك بجانبه في مستوى خط الاستواء ، وعلى الأرجح ، لها أصل مشترك معها.

تحظى الأقمار الصناعية الكبيرة الشبيهة بالكواكب بأهمية خاصة. كوكب المشتري لديه أربعة ؛ هذه هي ما يسمى بالأقمار الصناعية "الجليل" - Io و Europa و Ganymede و Callisto. في زحل ، يبرز تيتان العظيم في حجمه وكتلته. لا يمكن تمييز هذه الأقمار الصناعية تقريبًا عن الكواكب في معاييرها الداخلية. إنها فقط أن حركتهم حول الشمس تتحكم فيها أجسام أكثر ضخامة - الكواكب الأم.

هنا لدينا الأرض والقمر أمامنا ، وبجوار المقياس يوجد القمر الصناعي تيتان الخاص بزحل. كوكب صغير رائع ذو غلاف جوي كثيف ، مع "بحار" سائلة كبيرة من الميثان والإيثان والبروبان على سطحه. بحار الغاز المسال ، والتي تكون في صورة سائلة عند درجة حرارة سطح تيتان (-180 درجة مئوية). كوكب جذاب للغاية ، لأنه سيكون من السهل والممتع العمل عليه - الغلاف الجوي كثيف ، يحمي بشكل موثوق من الأشعة الكونية وقريب في تكوينه من الغلاف الجوي للأرض ، لأنه يتكون أيضًا بشكل أساسي من النيتروجين ، على الرغم من أنه خالي من الأكسجين. ليست هناك حاجة إلى بدلات مفرغة من الهواء ، نظرًا لأن الضغط الجوي يشبه إلى حد كبير ما يحدث على الأرض ، بل أكثر من ذلك بقليل. ارتدي ملابس دافئة ، واحمل زجاجة أكسجين على ظهرك ، وستعمل بسهولة على تيتان. بالمناسبة ، هذا هو القمر الصناعي الوحيد (باستثناء القمر) ، الذي كان من الممكن هبوط مركبة فضائية على سطحه. لقد كانت طائرة من طراز Huygens تم نقلها إلى هناك على متن كاسيني (ناسا ، ووكالة الفضاء الأوروبية) وكان الهبوط ناجحًا للغاية.

هذه هي الصورة الوحيدة التي تم التقاطها على سطح تيتان. درجة الحرارة منخفضة ، وبالتالي فإن الكتل عبارة عن جليد مائي شديد البرودة. نحن على يقين من هذا ، لأن تيتان بشكل عام ، في معظمها ، تتكون من جليد مائي. لون ضارب إلى الحمرة. إنه طبيعي ويرتبط بحقيقة أنه في الغلاف الجوي لتيتان تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشمسية يتم تصنيع المواد العضوية المعقدة إلى حد ما تحت الاسم العام "الثولين". ينقل الضباب الناتج عن هذه المواد اللون البرتقالي والأحمر بشكل أساسي إلى السطح ، مما يؤدي إلى تشتيته بشدة. لذلك ، فإن دراسة جغرافية تيتان من الفضاء أمر صعب للغاية. الرادار يساعد. بهذا المعنى ، فإن الوضع يشبه كوكب الزهرة. بالمناسبة ، دوران الغلاف الجوي على تيتان هو أيضًا من النوع الزهري: إعصار قوي واحد في كل من نصفي الكرة الأرضية.

أقمار الكواكب العملاقة الأخرى أصلية أيضًا. هذا هو آيو ، أقرب قمر لكوكب المشتري. إنه على نفس المسافة مثل القمر من الأرض ، لكن كوكب المشتري عملاق ، مما يعني أنه يعمل بقوة على قمره الصناعي. قام المشتري بإذابة أحشاء القمر الصناعي وعليه نرى العديد من البراكين النشطة (النقاط السوداء). يمكن ملاحظة أن المقذوفات تسقط على طول المسارات الباليستية حول البراكين. بعد كل شيء ، لا يوجد جو عمليًا هناك ، فما الذي يتم إلقاؤه من البركان يطير في القطع المكافئ (أو في القطع الناقص؟). الجاذبية المنخفضة على سطح آيو تخلق ظروفًا لانبعاثات عالية: 250-300 كم ، أو حتى مباشرة في الفضاء!

القمر الثاني من كوكب المشتري هو يوروبا. مغطاة بقشرة جليدية ، مثل القارة القطبية الجنوبية. تحت القشرة ، التي يقدر سمكها بـ 25-30 كم ، يوجد محيط من الماء السائل. سطح الجليد مغطى بالعديد من الشقوق القديمة. ولكن تحت تأثير المحيط الجليدي ، تتحرك طبقات الجليد ببطء ، مما يشبه انجراف قارات الأرض.

تتفتح الشقوق في الجليد من وقت لآخر ، ويتسرب الماء من هناك في نوافير. الآن نحن نعرف هذا بالتأكيد ، لأننا رأينا النوافير بمساعدة تلسكوب هابل الفضائي. هذا يفتح آفاق استكشاف مياه أوروبا. نحن نعلم بالفعل شيئًا عن ذلك: إنه ماء مالح ، موصل جيد للكهرباء ، كما يتضح من المجال المغناطيسي. من المحتمل أن تكون درجة حرارته قريبة من درجة حرارة الغرفة ، لكننا لا نعرف حتى الآن أي شيء عن تركيبته البيولوجية. أود جمع وتحليل هذه المياه. ويجري بالفعل الاستعداد لرحلات استكشافية لهذا الغرض.

الأقمار الصناعية الكبيرة الأخرى للكواكب ، بما في ذلك قمرنا ، ليست أقل إثارة للاهتمام. في الواقع ، هم يمثلون مجموعة مستقلة من الكواكب الساتلية.

هنا ، تظهر أكبر الأقمار الصناعية على نفس المقياس مقارنةً بعطارد. إنهم ليسوا أدنى منه بأي حال من الأحوال ، وبطبيعة الحال ، فإن بعضهم أكثر إثارة للاهتمام.

تضم مجموعة الكواكب العملاقة كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون. هذه في الحقيقة كواكب كبيرة جدًا ، وهي أكبر بعدة مرات من أي من الكواكب الأرضية. تتكون هذه الكواكب بشكل أساسي من غازات (هيدروجين بشكل أساسي) وليس لها أسطح صلبة ، مثل تلك الموجودة في الكواكب الأرضية. جميع الكواكب العملاقة محاطة ، تتكون أساسًا من الهيدروجين ، ولديها عدد كبير من الأقمار الصناعية ولها حلقات.

كوكب المشتري

إنه أكبر كوكب في المجموعة الشمسية. تتجاوز كتلته كتلة جميع الكواكب الأخرى مجتمعة. لذلك ، ليس من قبيل المصادفة أنه سمي على اسم الإله الروماني الرئيسي.

كوكب المشتري هو كرة عملاقة تدور بسرعة. هناك طبقات طويلة في غلافه الجوي ، مما يجعل كوكب المشتري يبدو متشابكًا. حلقة كوكب المشتري ، على عكس حلقة زحل ، ضيقة وليست ملحوظة.

وهي مكونة من جزيئات غبار صغيرة.

لم يعرف بعد بالضبط ما هو سطح كوكب المشتري. يقترح العلماء أنه سائل أو حتى غازي ، وفي وسط كوكب المشتري يوجد قلب صلب. بسبب المسافة الكبيرة من الشمس ، تبلغ درجة الحرارة على سطح هذا الكوكب حوالي -130 درجة مئوية. يمكن رؤية ما يسمى بالبقعة الحمراء العظيمة على كوكب المشتري. ظل الناس يراقبونه منذ 300 عام. خلال هذا الوقت ، تغير حجمه وسطوعه أكثر من مرة ، وأحيانًا يختفي لفترة من الوقت. يعتقد العلماء أن هذه دوامة جوية عملاقة.

كوكب المشتري لديه 28 قمرا. أكبرها - Gani-med - أكبر الأقمار الصناعية في المجموعة الشمسية.

زحل

سمي هذا الكوكب على اسم أحد الآلهة الرومانية القديمة ، راعي الزراعة. ربما يكون زحل هو الأكثر غرابة مظهرالكوكب: محاط بحلقات لامعة. العرض الكلي لجميع حلقات زحل ضخم - عشرات الآلاف من الكيلومترات. لكن سمكها صغير - لا يزيد عن كيلومتر واحد. يُعتقد أن حلقات زحل تتكون من جزيئات وأحجار وكتل مختلفة الأحجام ومغطاة بالجليد أو الصقيع. درجة الحرارة على هذا الكوكب تقترب من -170 درجة مئوية.

زحل لديه عدد قياسي من الأقمار الصناعية: 33 منها معروفة الآن ، وأكبرها يسمى تيتان.

أورانوس ونبتون

يبلغ حجم هذه الكواكب نصف حجم زحل تقريبًا ولها نفس الحجم تقريبًا. يطلق عليهم حتى الكواكب التوأم. تم تسمية أورانوس على اسم الإله اليوناني القديم الذي جسد السماء ، ونبتون - تكريما لإله البحر الروماني القديم.

كل من هذه الكواكب غير مرئية عمليا من الأرض للعين المجردة. كان أورانوس أول كوكب يتم اكتشافه باستخدام تلسكوب. تم اكتشافه بالصدفة في عام 1781 من قبل عالم الفلك الإنجليزي ويليام هيرشل.

من ناحية أخرى ، تم اكتشاف نبتون لأول مرة "عند طرف قلم" ، أي تم حساب موقعه من قبل العلماء ، وفي وقت لاحق فقط ، في عام 1846 ، تم اكتشافه باستخدام التلسكوب. في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف حلقات حول أورانوس ونبتون. لأورانوس 20 قمرًا ، ولدى نبتون 8 أقمار.

بلوتو

تم اكتشاف هذا الكوكب في عام 1930 وسمي على اسم الإله اليوناني ، حاكم العالم السفلي. حتى عام 2006 ، كان بلوتو تاسع أصغر كوكب في المجموعة الشمسية. ومع ذلك ، في أغسطس 2006 ، استبعدت جمعية الاتحاد الفلكي الدولي بلوتو من فئة الكواكب ونقلته إلى فئة الكواكب القزمة.